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番外 · 题谱 · 2003 · P4

2003 APMO 第 4 题

几何 · P1/P4 · 起手题

题面据 APMO 可核档案整理;中文题意为本站自译,公式请以原始来源为准。

APMO 2003 P4 geometry

Let a,b,ca, b, c be the sides of a triangle, with a+b+c=1a+b+c=1, and let n2n \geq 2 be an integer. Show that

$$

\sqrt[n]{a^{n}+b^{n}}+\sqrt[n]{b^{n}+c^{n}}+\sqrt[n]{c^{n}+a^{n}}<1+\frac{\sqrt[n]{2}}{2}

$$

a,b,ca, b, c 为三角形的边,其中 a+b+c=1a+b+c=1,并令 n2n \geq 2 为整数。表明

an+bnn+bn+cnn+cn+ann<1+2n2\sqrt[n]{a^{n}+b^{n}}+\sqrt[n]{b^{n}+c^{n}}+\sqrt[n]{c^{n}+a^{n}}<1+\frac{\sqrt[n]{2}}{2}

提示 1

先标出固定点、动点、角、圆和长度关系。

提示 2

尝试角追、相似、圆幂、面积比、反演或坐标化中的一种。

提示 3

把关键等式还原成标准定理,或补出一个让结构闭合的辅助点。

完整解答

这页先给题面、题型和提示阶梯,完整证明留给读者逐步展开。2003 年 APMO P4 可先归入几何:第一步把题设翻成对象、条件、目标三行;第二步沿提示寻找不变量、标准构型或关键变形;第三步补齐边界情形,并回到题目原要求核对。

这题适合先独立想一轮再打开提示。不要急着搜索完整解答,先问自己:题面里最硬的限制是哪一句?